基于伽利略的心跳采集系統(tǒng)

　　pulse sensor 采集心率信息 送入Galileo平臺(tái)上，然后Galileo平臺(tái)對(duì)心跳波形進(jìn)行處理，通過(guò)藍(lán)牙模塊給客戶(hù)端。藍(lán)牙模塊通過(guò)UART串口控制。Galileo處理的關(guān)鍵點(diǎn)就是計(jì)算兩個(gè)相鄰的心跳脈沖之間的間隔時(shí)間，利用這個(gè)間隔時(shí)間來(lái)計(jì)算每分鐘的心跳次數(shù)(心率)，我們利用MATLAB輔助工具來(lái)模擬和驗(yàn)證我們的算法。具體如圖7所示。

　　首先對(duì)pulse sensor傳進(jìn)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行采樣上圖綠色波形即為經(jīng)過(guò)采樣的心跳信號(hào)，然后通過(guò)和一個(gè)閾值比較，如果心跳強(qiáng)度值超過(guò)閾值，則強(qiáng)行置1，否則置0，所以綠色波形轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)色的矩形波，我們?cè)賹?duì)矩形波的上升沿探測(cè)，標(biāo)記處上升沿的時(shí)間，圖8中為紅點(diǎn)標(biāo)出上升沿，通過(guò)計(jì)算紅色點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，就可以計(jì)算出心率了，實(shí)際上我們可以利用心跳波形的最大點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間標(biāo)記的，但是兩者的結(jié)果都是一樣的。

　　4 軟件模塊

　　客戶(hù)端為Android平臺(tái)上的應(yīng)用程序，可以運(yùn)行于x86架構(gòu)的Android平臺(tái)，也可以運(yùn)行于基于ARM的Android平臺(tái)。前面提到過(guò)，客戶(hù)端的功能是接收硬件平臺(tái)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理后表現(xiàn)在界面上，并且從用戶(hù)的心率信息判斷用戶(hù)是否在做有氧運(yùn)動(dòng)，給相應(yīng)的提醒。

　　4.1 界面設(shè)計(jì)

　　客戶(hù)端分為：注冊(cè)界面、系統(tǒng)介紹界面、登陸界面，主界面、藍(lán)牙設(shè)備選擇界面和設(shè)置界面。

　　主界面有連接按鈕，波形顯示區(qū)(灰色部分)、心率區(qū)(青色部分)、有氧運(yùn)動(dòng)提示區(qū)(粉紅色部分)。

　　設(shè)置界面通過(guò)設(shè)置是否顯示波形控制系統(tǒng)的工作模式(全功能或者低功耗模式)，并可以調(diào)整年齡，記錄有氧運(yùn)功時(shí)間，設(shè)置波形密度等。

　　4.2 運(yùn)行機(jī)制

　　在界面介紹中的圖9為運(yùn)行于全功能模式下的情形，它也表現(xiàn)了用于并未處于有氧運(yùn)動(dòng)。圖8為低功耗模式下，波形停止顯示，也表現(xiàn)了用戶(hù)在有氧運(yùn)動(dòng)，底部的一片區(qū)域變?yōu)榫G色，手機(jī)周期性發(fā)出聲音并震動(dòng)。這個(gè)數(shù)據(jù)之所以是71，是因?yàn)槲覀冊(cè)谠O(shè)置界面吧年齡設(shè)置得比較高，因此心率很低時(shí)就被判定為出于有氧運(yùn)動(dòng)。

　　有氧運(yùn)動(dòng)判別法：進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)心率達(dá)到最大心率的50%-90%，就可認(rèn)定是在進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng) 。最大心率=220-年齡。